集核磁共振成像与光热治疗于一体的硫化铜纳米粒子的研究

集核磁共振成像与光热治疗于一体的硫化铜纳米粒子的研究目前，用于肿瘤治疗集核磁共振成像与光热治疗于一体的复合纳米粒子被开发出。因其

高成本影响了其推广。而硫化铜纳米粒子，不存在这样的问题，且具有突出的光热稳定性和生物相容性。本文将核磁造影剂与纳米粒子结合制备的新型硫化铜纳米粒子，使这种纳米粒子又增强了核磁成像效果,在肿瘤诊断和治疗中具有良好的应用前景。

关键词：CuS纳米粒子；光热治疗；核磁共振成像

Abstract

At present, used in tumor therapy in magnetic resonance imaging and treatment of field of composite nanoparticles were developed. Because of its high cost impact on its promotion. And copper sulfide nanoparticles, there is no such problem, and has outstanding thermal stability and biocompatibility. In this paper, combining the mri contrast agents nanoparticles with the preparation of a new type of copper sulfide nanoparticles, make the effect of nano particles and enhanced mri, the tumor has a good application prospect in the diagnosis and treatment.

Keywords: CuS nanoparticles , Photothermal ablation, Magnetic resonance imaging

光热治疗避免了传统治疗毒性大，副作用强的缺点。核磁共振成像辅助光热治疗有助于实时监控，保证治疗顺利进行。硫化铜纳米粒子具有成本低、制作易的优势。核磁造影剂使成像明显。根据上述分析，本文创新性提出的集核磁共振成像与光热治疗于一体的硫化铜纳米粒子，不仅成本低，制作易，还具有良好的生物相容性和光稳定性，以及很好的核磁成像效果。

本文就这种新型 CuS纳米粒子的表征、细胞毒性、光热性能和核磁成像效果等方面进行了研究，为这种 CuS纳米粒子在医疗领域提供科学的依据。

1方法

首先，作为CuS 纳米粒子的稳定剂的钆螯合物和聚乙二醇与CuS 纳米粒子组合在一起，即新型CuS 纳米粒子，并通过动态光散射、Zeta 电位、透射电镜、紫外分光光度计以及傅里叶红外光谱仪等，对 CuS 纳米粒子的大小、形态以及近红外吸收特性等进行表征。其次，通过体外的 MTT 实验，考察其对正常细胞的生物毒性。然后，利用核磁成像设备，在其他参数不变时测定不同浓度下纳米离子水溶液的T1值，同时，计算其弛豫率，考察纳米粒子的体外核磁成像效果。最后，通过光热升温实验、光热稳定性实验以及光热细胞杀伤等实验，考察其对癌细胞的光热治疗效果。

2结果

2.1粒径分布

CuS@DPG 纳米粒子在水溶液中粒径 DLS 表征

通过 DLS 结果显示，制备的 CuS@DPG 纳米粒子的粒径为 18.4 ± 1.2 nm，分布均一，分散性良好，据文献报道，当粒径大小在合适的范围时（10 nm ~ 50 nm），能够有效地延长纳米粒子在体内的循环时间，避免被网状内皮系统清除[1]。

2.2Zeta 电位

CuS@DPG 纳米粒子在水中的电位为-4.72 ± 0.83 mV，呈现较低的负电荷。

2.3透射电子显微镜研究:22

通过 TEM 结果显示，制备的 CuS@DPG 纳米粒子分布均一，分散性良好，通过 Image J

软件分析得出其粒径约为 12 nm,TEM 比 DLS 测量结果略小一些，制备的 CuS@DPG 纳米粒子

与文献中报道的 CuS 纳米粒子粒径（11 nm）基本一致[2]。拥有较小粒径的CuS@DPG 纳米粒

子容易在体内进一步应用。

新型硫化铜纳米粒子粒径表征

a) CuS@DPG 纳米粒子的 TEM 表征 b) CuS@DPG 纳米粒子的粒径分布

2.4紫外-可见-近红外吸收光谱研究

硫化铜纳米粒子紫外可见-近红外吸收光谱图

CuS@DPG 纳米粒子近红外激光照射定点杀伤 HeLa 细胞（标尺 200 μm）

a) 对照 b) 仅照射激光 c) 200 μM 纳米粒子

e) 300 μM 纳米粒子， 5 min 激光 d) 200 μM 纳米粒子， 5 min 激光

f) 300 μM 纳米粒子， 10 min 激光

证明了纳米药物粒子具有良好的光热转换性能[5]，在近红外激光照射下它会产生很大的

热量，进而被照射区域温度上升，肿瘤细胞致死。

利用 MTT 实验，进一步对 CuS@DPG 纳米粒子的体外光热杀伤细胞效果进行了定量

察。

不同浓度 CuS@DPG 纳米粒子对 Hela 细胞光热杀伤效果

通过以上研究，可以证明，本文工作制备的 CuS@DPG 纳米粒子能够在近红外激光照射下，产生热量杀死细胞，在肿瘤细胞的光热治疗中具有良好的应用潜力。

3结论

第一，制备的新型 CuS 纳米粒子粒径为 12 nm，分布均一，分散性良好;在近红外区有较

强吸收,其吸收峰在930nm;计算出每个 CuS@DPG 纳米粒子表面大约螯合 2.77 × 103个 Gd3+离子，证明这种新型的 CuS纳米粒子分散性和稳定性良好。第二，制备的 CuS@DPG纳米粒子

有良好的核磁成像效果，其弛豫率（r1）为 8.65 mM-1?s-1。第三，CuS@DPG纳米粒子还具

有突出的光热治疗效果，能够在近红外激光照射下定点的杀伤肿瘤细胞，通过进一步的 MTT

定量考察，经过近红外激光照射 Hela 细胞 5 min后，细胞存活率仅为 12.67 %；此外，

CuS@DPG 纳米粒子还具有良好的光热稳定性和生物相容性。

参考文献

[1]Choi H S, Liu W, Misra P, et al. Renal Clearance of Quantum Dots[J]. Nature Biotechnology，2007，25(10)：1165-1170.